14浅析长距离输油离心泵节能方法

1、浅析长距离输油离心泵的节能方法【摘要】 离心泵化企业主要的耗电设备之一，本文结合油品公司仓储二分公司油库管输离心泵实际运行情况，对输油离心泵能耗浪费严重的原因进行分析，提出了三个节能降耗的方法，并结合实际进行可行性分析。关键词：离心泵；特性曲线；能耗；节能1、油品长距离管输情况介绍 日照港油品公司仓储二分公司油库是油品公司至瀚坤能源公司22KM长输管线的首站，长输管线采用DN800的螺纹管，仓储二分公司油库内配有4台离心泵，为管道输送提供动力，4台离心泵具体参数如下：表1：离心泵运行参数流量扬程汽蚀余量转速轴功率两个喂油泵2200m³/h90m4.8m980r/min635kW两个外

2、输泵2200m³/h240m18.5m2980r/min1525kW 这4台离心泵中喂油泵与外输泵通过串联的方式编为一组，两组又通过并联的方式进行管输作业。工艺流程图如图1。图 1管输工艺流程图 在实际的生产运行中，不管是单组运行还是双组运行，运行稳定后且电流在额定电流内，外输泵的出口阀开度仅为20%左右。长距离输油离心泵功率大、耗能多，阀门节流造成了相当严重的能量损失，增加了运行电耗，进而增加了企业的运行成本。 2、离心泵能耗浪费严重现象分析 长距离输油离心泵运行效率低的主要原因是所选离心泵的扬程高于实际阻力，实际工况点低于泵的最高效率点。这种情况广泛的存在于实践中，设计院在选取长

3、输管线离心泵运转参数时，通常是已最大流量和最大阻力为依据，同事考虑生产负荷的波动，产能的扩大，以及泵长期运行后的泄露和管道阻力增加等因素的影响，因此往往使输油泵参数选的偏大。在恒定转速电机的驱动下，输油离心泵只能通过调节出口阀门开度改变管路特性来控制外输流量和压力。最终因为阀门的节流，造成了严重能量损失，浪费了大量电能。3、离心泵节能降耗解决方法 针对这种所选用离心泵的扬程远远高于系统实际阻力的情况，由于实际工况阻力不能改变，可以通过对离心泵本身的改造来实现离心泵扬程与系统实际阻力相匹配，避免因阀门节流而造成的能源浪费。3.1通过切割叶轮，改变离心泵的特性曲线 切割离心泵叶轮可以改变离心泵的特

4、性曲线，当离心泵叶轮的出口直径D被车削变小时，离心泵的流量和扬程均相应的下降，其特性曲线向原始直径叶轮的特性曲线的下方，切削量越大（直径D越小）特性曲线下移越远，如图2。图 2叶轮切割后泵的特性曲线 叶轮的出口直径D的切割量与泵特性的关系为离心泵的切割定律： 公式中：，-切割前后的泵流量 ，-切割前后泵扬程； ，-切割前后泵的轴功率；a,b,c-切割指数（对于中高比转数的泵，a,b,c一般取1,2,3；对于低比转数泵，a,b,c一般取2,2,4）。 但不是所有的泵都能进行叶轮切割，因为叶轮切割直接影响到叶轮边缘与蜗壳之间的间隙，同时还受到泵的比转数的影响，如果盲目切割，泵的效率会降低过多，甚至

5、无法工作影响生产安全。如果泵长时间低效率运行，所产生的能耗浪费甚至超过换一台新泵，所以叶轮切割是一种很谨慎使用的节能方式。3.2通过改变泵的转速来调整泵的特性曲线 通过调节转速，改变流量可以改变泵的特性曲线。当泵的转速增加时，泵的特性曲线向右上移动；当减小泵的转速时，曲线向左下移动，如图3。图 3改变转速后泵的特性曲线 此时根据比例定律可知： 流量跟扬程都是相应的与转速近似按照一、二次方的正比例变化的，功率与转速的三次方比例变化，可见降低转速，泵的功率会降低很多。如果同时通过增大泵出口阀门开度改变管路特性曲线，最终可以达到流量不变，扬程减小，功率减小，出口阀全开的高效率状态，如图4图 4改变转

6、速控制阀门后泵的特性曲线3.3减少叶轮级数，降低泵的扬程 对于扬程过高的多级离心泵可以采取减少叶轮级数的节能措施。多级离心泵的特性曲线类似于多台离心泵的串联操作，减少叶轮级数后扬程下降，额定流量不变，泵的轴功率下降。仓储二分公司油库的两组离心泵，每组由一台低扬程泵与高扬程泵串联构成且离心泵均为单级离心泵，由于设计扬程远高与管路阻力，这样就可以尝试只用低扬程泵进行管输。实际运行工艺流程如图5：图 5单台低扬程泵运行时流程图 在仓储二分公司油库实际操作运行中，低扬程泵就完全可以满足管路阻力要求，但由于低扬程泵出口通过高扬程泵DN250的回流进行外输，DN250回流由于管径较小对实际工况管路阻力影响

7、较大，限制了管输能力。实际运行操作时单组低扬程泵运行流量为1700m³/h，双组低扬程泵运行流量为2800m³/h，运行流量低不能完全满足管输作业要求，DN800的管道输送能力没有完全发挥。4、离心泵节能降耗方法对比分析 综上三种方法分析，叶轮切割这种方法操作复杂，不可控因素较多；由于采用单级离心泵，打破泵串联方式采用两台低扬程泵进行管输，流量不能满足作业要求；仓储二分公司油库在输油工艺和输油泵已经确定的情况下，改变输油泵的转速是满足各种工况要求并节电降耗的最有效办法。常用的改变转速的调节方法有变频调速、液力耦合器调速等方式，它们工作稳定，节能效果突出，同时泵转速下降，管道压力降低，汽蚀余量降低，延长了设备的使用寿命。5、结论 通过对比分析，仓储二分公司油库外输泵宜采用通过改变转速的调节方法来降低富余扬程，实现泵出口阀门全开，消除